[發(fā)明專利]一種提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的裝備及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810329620.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108405818B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 蔡兆鎮(zhèn);朱苗勇
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D11/055;B22D11/124;B22D11/22
• 代理公司: 21109 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 梁焱

本發(fā)明提供一種提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的裝備及工藝，涉及鋼的薄板坯連鑄連軋技術(shù)領域。裝備包括二冷配水系統(tǒng)、角部高效傳熱窄面曲面結(jié)晶器和結(jié)晶器窄面足輥區(qū)新增強噴淋系統(tǒng)；結(jié)晶器窄面銅板內(nèi)表面工作面橫向為直線結(jié)構(gòu)、沿高度方向為迎合坯殼窄面沿寬面中心方向凝固收縮特性的連續(xù)變化曲線形結(jié)構(gòu)，各水槽橫截面中心的連線整體呈凹向工作面的高斯曲線結(jié)構(gòu)；新增強噴淋系統(tǒng)包括新增供水管路、新增強噴淋架以及配水控制系統(tǒng)。工藝中，采用角部高效傳熱窄面曲面結(jié)晶器、采用新增強噴淋系統(tǒng)對準鑄坯內(nèi)弧與外弧角部強噴淋冷卻進行動態(tài)配水。本發(fā)明可穩(wěn)定實現(xiàn)鑄坯邊角部組織微合金碳氮化物彌散化析出，全面穩(wěn)定提升鑄坯角部組織塑性。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及鋼的薄板坯連鑄連軋技術(shù)領域，尤其涉及一種提高微合金鋼薄板坯角部組織塑性的裝備及工藝。

背景技術(shù)

薄板坯連鑄連軋工藝開發(fā)于上世紀80年代末、90年代初，是一種全新的短流程帶鋼生產(chǎn)新工藝，顯著區(qū)別于目前傳統(tǒng)帶鋼生產(chǎn)工藝，具有顯著節(jié)能、高產(chǎn)品合格率、生產(chǎn)工藝簡化、產(chǎn)線簡短、產(chǎn)品生產(chǎn)周期短等優(yōu)點，近年來發(fā)展十分迅速。然而，其連鑄生產(chǎn)含Nb、B、Al等微合金鋼過程，薄板坯邊角部頻發(fā)嚴重裂紋，進而引發(fā)其后連軋卷板邊部產(chǎn)生“爛邊”、“掉塊”等嚴重質(zhì)量缺陷。

為了有效消除微合金鋼薄板坯連鑄過程邊角裂紋缺陷，申請?zhí)枮?01020149011.3的實用新型專利，公布了一種工作面為內(nèi)凹弧面結(jié)構(gòu)、冷卻水槽橫截面中心直線排布的薄板坯連鑄機結(jié)晶器窄面銅板。該專利通過鈍化結(jié)晶器角部結(jié)構(gòu)并使鑄坯角部遠離結(jié)晶器冷卻水槽，使鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)凝固以及后續(xù)連鑄生產(chǎn)過程矯直等區(qū)的角部溫度提高，從而提升鑄坯角部通過變形區(qū)的塑性，減少鑄坯角部裂紋產(chǎn)生。同樣，申請?zhí)枮?01120089500.9的實用新型專利，公布了一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板，其通過角部區(qū)域弧形面結(jié)構(gòu)設計，倒除了薄板坯直角結(jié)構(gòu)，進而提高鑄坯角部在彎曲與矯直等過程的溫度，達到滿足鑄坯角部通過變形區(qū)高塑性的要求。申請?zhí)枮?00720089029.7的實用新型專利，也同樣公布了一種與申請?zhí)枮?01120089500.9的實用新型專利類似的角部區(qū)域圓弧形曲面結(jié)構(gòu)的窄面結(jié)晶器。申請?zhí)枮?01710511057.1的發(fā)明專利，則公布了一種控制CSP含鈮低合金鋼邊裂的方法。其主要通過控制鋼水成分、中間包精準化保護澆鑄、連鑄二冷彎曲輥內(nèi)弧增加“T”型排水槽等控制，提高鑄坯角部溫度并降低Nb(C，N)析出量，進而提升鑄坯角部組織的塑性，降低合金鋼邊裂紋產(chǎn)生。

此外，題目為“薄板坯角橫裂成因分析”的學術(shù)論文提出采用提高薄板坯溫度和降低氮含量兩種措施來提升鑄坯角部變形過程的塑性，防止鑄坯角部橫裂的發(fā)生。

然而，經(jīng)近年來對微合金鋼連鑄坯高溫凝固特性深入檢測發(fā)現(xiàn)，造成微合金鋼薄板坯角部裂紋產(chǎn)生的關鍵因素之一是鑄坯邊角組織高溫凝固過程冷卻速度不足，造成微合金碳氮化物沿其組織晶界呈鏈狀集中析出，致使鑄坯角部組織晶界脆化，鑄坯在后續(xù)液芯壓下、彎曲以及矯直等變形過程產(chǎn)生因晶界塑性不足而產(chǎn)生沿晶開裂。

而從上述當前已公布的提高微合金鋼薄板坯邊角部組織塑性的方法與裝備可以看出，其主要是基于鋼的第三脆性溫度區(qū)原理，通過鈍化結(jié)晶器角部結(jié)構(gòu)設計或開發(fā)鑄流二冷弱冷配水技術(shù)(包括導水方法)提高鑄坯角部過矯直等變形區(qū)的溫度，提升鑄坯邊角部組織的塑性?；蛲ㄟ^控制鋼水成分與連鑄保護澆鑄，降低鋼中的微合金和氮含量，減少微合金碳氮化物在鑄坯組織晶界的析出量，提升鑄坯邊角部組織的塑性。然而，在實際薄板坯連鑄生產(chǎn)過程，由于拉速快，冷卻強度整體較高，鑄坯角部受二維傳熱影響，其在矯直等區(qū)的角部溫度較難全面高溫避開對應鋼的第三脆性溫度區(qū)，鑄坯角部塑性控制不穩(wěn)定。而窄成分控制鋼水成分或降低鋼中氮等成分，在實際煉鋼等實施過程難度大，且難以穩(wěn)定控制。

在實際含Nb、B、Al等微合金鋼連鑄生產(chǎn)過程中，根據(jù)微合金碳氮化物二相粒子析出動力學條件，若能高速冷卻微合金鋼薄板坯角部高溫凝固過程組織，彌散化其微合金碳氮化物于組織晶內(nèi)析出，則可從根本上提高鑄坯邊角部組織塑性。